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具有 s-过程贡献的放射性同位素的星系化学演化

星系天体物理 2022-01-12 v1

摘要

对原始陨石中包体的分析揭示,早期太阳系(ESS)中存在若干半衰期为 0.11000.1-100 Myr 的短寿命放射性核素(SLRs)。我们研究 107^{107}Pd、135^{135}Cs 和 182^{182}Hf 的 ESS 起源,它们由渐近巨星支(AGB)恒星中的慢中子俘获(s-过程)产生。我们使用 OMEGA+ 星系化学演化(GCE)代码及两组依赖质量与金属丰度的 AGB 核合成产额(Monash 和 FRUITY)对这类 SLRs 的星系丰度进行建模。根据 SLR 的平均寿命 τ\tau 与 AGB 前身星形成平均时间间隔 γ\gamma 的比值,我们计算与太阳诞生相关的时间尺度。若 τ/γ2\tau/\gamma\gtrsim2,我们通过将 GCE 预测的 107^{107}Pd/108^{108}Pd、135^{135}Cs/133^{133}Cs 和 182^{182}Hf/180^{180}Hf 比值衰变至各自 ESS 比值,预测出 9 至 26 Myr 之间自洽的隔离时间。预测的 107^{107}Pd/182^{182}Hf 比值表明,我们的 GCE 模型缺失了 ESS 中 973%9-73\%107^{107}Pd 和 108^{108}Pd。这一缺失成分可能来自比我们 GCE 代码中贡献于 ESS 的恒星金属丰度更高的 AGB 恒星。若 τ/γ0.3\tau/\gamma\lesssim0.3,我们转而计算从将 SLRs 加入前太阳物质的最后一次核合成事件到 ESS 中最古老固体形成的时间(TLET_{\rm LE})。对于 2 M_\odotZ=0.01Z=0.01 的 Monash 模型,我们得到 TLE=25.5T_{\rm LE}=25.5 Myr 的自洽解。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.11126,
  title  = {Galactic Chemical Evolution of Radioactive Isotopes with an s-process Contribution},
  author = {T. C. L. Trueman and B. Côté and A. Yagüe López and J. den Hartogh and M. Pignatari and B. Soós and A. I. Karakas and M. Lugaro},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.11126},
  year   = {2022}
}